Керамические материалы и изделия. Тема 3

1.

ТЕМА 3.
КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ.
Керамические материалы - это искусственные каменные материалы,
полученные из глиняного сырья путем формования изделий с последующей
их сушкой и обжигом.
керамическая
черепица
кирпич
керамическая
напольная плитка

2.

Классификация керамических материалов.
По пористости керамические материалы делятся на плотные, у которых
водопоглощение по массе не более 5%, и на пористые, у которых массовое
водопоглощение более 5%.
По назначению керамические изделия делятся на :
- стеновые;
- облицовочные для фасадов зданий;
- облицовочные для внутренней и наружной облицовки стен и полов;
- кровельные;
- сантехническое оборудование;
- дорожные и для подземных коммуникаций;
- теплоизоляционные;
- кислотоупорные и огнеупорные;
- заполнители для легких бетонов.

3.

По технологическим видам на:
- терракоту - неглазурованную однотонную естественно окрашенную
керамику с пористым черепком, которая применяется в качестве стеновых
материалов, облицовочных плиток, изразцов, архитектурных деталей,
декоративных ваз и т.д;
- майолику - керамику из цветной обожженной глины с крупнопористым
черепком, покрытым глазурью,
применялась которая на Руси
уже в Х1 веке в виде оконных
наличников, печных изразцов,
фризов, порталов и др;

4.

- фаянс - твердый мелкопористый керамический материал, обычно белого
цвета, отличающийся от фарфора большими пористостью и
водопоглащением, покрытый глазурью, который применяется для
санитарно-технических изделий, облицовочной плитки, посуды;
- фарфор - плотный водонепроницаемый материал белого цвета,
применяется аналогично фаянсу;
. - каменная масса - водонепроницаемый керамический материал от серого
до черного цвета, может быть глазурованным и неглазурованным;
применяется для дорожных покрытий, и в виде облицовочных плиток для
химическистойкой облицовки.

5.

Сырьевые материалы.
1.Глинистые материалы - осадочные горные породы, которые
независимо от их химического и минералогического состава при
смешивании с водой способны образовывать пластичное тесто, переходящее
после обжига в водостойкое и прочное камневидное
тело.
дом из глины, песка, соломы и земли
Глины содержат минеральные и органические примеси.

6.

2.Непластичные материалы.
ОТОЩАЮЩИЕ ДОБАВКИ - шамот, песок, золы ТЭЦ, вводятся для
снижения пластичности глин, их воздушной и огневой усадки.
ВЫГОРАЮЩИЕ ДОБАВКИ - древесные опилки, бурые угли, отходы
углеобогащения,
повышают
пористость
стеновых
материалов,
способствуют равномерному спеканию черепка.
ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ поверхностно-активные вещества
(СДБ,
пластичность тощих глин.
высокопластичные
глины,
ССБ и др.),увеличивают
ПЛАВНИ - полевые шпаты, железная руда, доломит, магнезит и другие,
понижают температуру спекания глин.

7.

ГЛАЗУРИ - это стекла, покрывающие поверхность керамических изделий,
придающие им водонепроницаемость, химическую стойкость, улучшающие
их внешний вид.
АНГОБЫ - тонкий слой белой или цветной глины, нанесенный на
поверхность изделия. Стекла они не образуют, поверхность получается
матовой. Цель нанесения ангоба - повысить декоративную ценность
изделий.

8.

Свойства глин как сырья для керамических изделий.
ПЛАСТИЧНОСТЬ - способность глиняного теста под влиянием
внешних механических воздействий принимать определенную форму без
разрывов и трещин и сохранять ее после снятия этих воздействий.
Чем выше пластичность глины, тем больше опасность растрескивания
изделий при сушке и обжиге.
СВЯЗУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ - свойство глин связывать зерна
непластичных материалов, образуя при высыхании достаточно прочное
изделие - сырец.
УСАДКА ГЛИН - уменьшение линейных
размеров и объема глиняного сырца при
сушке (воздушная усадка) и обжиге
(огневая усадка).
Усадка при сушке обусловлена уменьшением
толщины водных прослоек вокруг частиц глины.
Огневая усадка обусловлена сближением частиц глины в результате
появления при обжиге в черепке расплава.

9.

СПЕКАЕМОСТЬ ГЛИН - свойство глин уплотняться при обжиге с
образованием камнеподобного черепка.
ОГНЕУПОРНОСТЬ ГЛИН
- свойство глин противостоять
действию высоких температур, не расплавляясь.
По этому показателю глины делятся на:
огнеупорные, огнеупорность выше 1580˚С,
тугоплавкие, огнеупорность 1350..1580˚С
легкоплавкие с огнеупорностью ниже 1350˚С.
ЦВЕТ ГЛИН ПОСЛЕ ОБЖИГА чаще красный или желтый.
Наличие в глине оксидов титана придают черепку глубокий синий цвет.
Тротуарная плитка

10.

Общая схема производства керамических изделий.
КАРЬЕРНЫЕ РАБОТЫ: добыча, транспортировка и хранение глины в
течении года на открытом воздухе для разрушения ее природной структуры
с целью повышения пластичности и формовочных свойств глины.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ФОРМОВОЧНОЙ МАССЫ. В зависимости от вида
выпускаемой продукции и свойств исходного сырья формовочную массу
получают в виде пластичного глиняного теста, пресспорошков или
шликера.

11.

Для получения пластичных формовочных масс в случае использования
сухих камнеподобных глин сырье подвергают сначала грубому помолу
(размер кусков не более 7...10мм), затем тонкому помолу (размер частиц не
более 1мм). Далее порошок глины смешивают с непластичными
добавками и увлажняют острым паром в двухвальных лопастных
глиномялках непрерывного действия, из которых формовочная масса
выходит с влажностью 18...22%.
Для получения пресспорошков
глину измельчают, затем сушат
до 8...9% влажности и
подвергают тонкому помолу,
далее следует увлажнение
острым паром и смешивание с непластичными
добавками.
Пресспорошки получают с влажностью 9...11% или 4...6%.

12.

Для получения шликера измельченную глину и непластичные добавки
подвергают совместному тонкому помолу в шаровых мельницах, в которые
подается в необходимом количестве вода и электролит (стабилизатор
суспензии).Измельчение сопровождается перемешиванием всех
компонентов до образования однородной суспензии. Суспензию
процеживают через сито, вакуумируют и получают шликер с влажностью до
40%.

13.

ФОРМОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ можно осуществить:
-
пластическим формованием,
полусухим прессованием,
литьем.
Пластическое формование производится из пластичных глиняных масс на ленточных прессах
(вакуумных и безвакуумных).
Применяется пластический способ для формования стеновых материалов и керамических труб.
Полусухое прессование производится из пресспорошков на гидравлических прессах,
работающих в автоматическом режиме.
Применяется способ для производства пустотелого и обыкновенного глиняного кирпича,
облицовочных плиток, керамических труб, огнеупорных и кислотоупорных изделий.
Способ литья используют для получения изделий из глиняной суспензии. По конвейеру
движутся высокопористые гипсовые или керамические разборные формы, в которые
автоматически заливается определенное количество шликера.
Применяется способ для формования изделий сложной конфигурации (сантехнических
изделий) и облицовочных плиток.

14.

СУШКА СЫРЦА производится до 5% влажности в сушилках различных
конструкций. Длительность сушки определяется влажностью изделия,
пластичностью глин, размерами сырца.
ОБЖИГ ИЗДЕЛИЙ И ЕГО ОСНОВНЫЕ СТАДИИ:
t=110˚C - удаляется свободная влага, керамическая масса теряет
пластичность, но при вторичном увлажнении пластичность
восстанавливается;
t= 500...700˚С - удаляется химически связанная вода глинистых минералов и
выгорают органические примеси - пластичность теряется безвозвратно;
t = 900˚С - начинает появляться расплав легкоплавких соединений,
количество которого увеличивается с ростом температуры.
При нарушении режима обжига может появиться недожог, когда изделия
имеют недостаточную степень спекания, малую прочность, алый цвет, или
пережог, когда в черепке образуется слишком много жидкой фазы, что
вызывает оплавление поверхности, деформацию изделий, резкое увеличение
теплопроводности.